مطالعات حيواني

مدل حیوانی دیابت

دیابت چیست؟

مدل حیوانی دیابت ؛ دیابت یک بیماری پیچیده و ناتوان کننده‌ است که حدود ۴٪ از جمعیت بزرگسال جهان را تحت تاثیر قرار داده است. این بیماری یک اختلال متابولیسمی مزمن است که با نقص در ترشح انسولین، عملکرد ناقص انسولین و یا هر دو به وجود می‌آید. چندین فرآیند بیماریزا در ابتلا به دیابت نقش دارند که یکی از این موارد تخریب خود ایمنی سلول‌های بتای پانکراس است. این تخریب ایجاد شده، منجر به کاهش تولید انسولین می شود. به‌دنبال کمبود انسولین اختلالاتی در بدن به وجود می‌آید که منجر ‌به‌ مقاومت سلول های بدن به انسولین می‌شود.

انواع دیابت

اکثریت مبتلایان به دیابت در یکی از  دو دسته‌ی زیر قرار می‌گیرند

دیابت نوع یک

که علت آن کمبود ترشح انسولین از سلول‌های بتای جزایر لانگرهانس در پانکراس می‌باشد.

دیابت نوع دو

که شیوع بالاتری دارد و علت این بیماری ترکیبی از مقاومت به عملکرد انسولین و میزان ناکافی ترشح آن است. علاوه بر دیابت نوع یک و دو، نوع دیگری از دیابت وجود دارد که در زنان باردار مشاهده می‌شود.

مدل حیوانی دیابت

آمار ابتلا به دیابت

۹۰% مبتلایان به این بیماری، به دیابت نوع ۲ دچار هستند و ۱۰٪ دیگر مبتلا به دیابت نوع ۱ (دیابت شیرین) و دیابت بارداری می‌باشند.

تشخیص دیابت

انجمن دیابت آمریکا سه آزمایش خون را برای غربالگری و تشخیص پیش دیابت و دیابت به رسمیت می شناسد

  • آزمون تحمل گلوکز خوراکی (OGTT که به عنوان تست قند خون ۲ ساعته شناخته می شود)
  • قند خون ناشتا (FPG)
  • آزمایش HbA1c

  • OGTT ، آزمایش FPG است که پس ازخوردن ۷۵ گرم گلوکز محلول به عنوان محرک ترشح انسولین، پس از دو ساعت انجام می‌شود.
  • آزمایش قند خون ناشتا مقدار قند خون را پس ازحداقل ۸ ساعت خوردن غذا نشان می‌دهد.
  • آزمایش HbA1c ، درصد هموگلوبین A (فرم غالب هموگلوبین) متصل شده به گلوکز ( فرم گلیکوزیله) را اندازه‌گیری می‌کند. فرم گلیکوزیله هموگلوبین در گلوبول های قرمز خون می‌ماند تا سلول بمیرد.

از آنجا که عمر گلوبول های قرمز خون حدود ۲ یا ۳ است، اندازه‌گیری درصد هموگلوبین A1c یک تصویر طولانی مدت از سطح قند خون را فراهم می‌کند، این در حالی است که آزمایشات قند خون گرفته‌شده در یک روز، تنها قند خون را در همان روز نشان می‌دهد.

روش های القای مدل حیوانی دیابت

آلوکسان و استرپتوزوتوسین (STZ) به طور گسترده در القای مدل دیابت در مدل های حیوانی استفاده می گردد. هر دو ماده از طریق تخریب سلول های بتای پانکراس و تولید گونه های فعال اکسیژن باعث القای مدل دیابت می شوند. روش القای مدل و منبع تولید رادیکال های آزاد در روند ایجاد دیابت متفاوت است.

مدل حیوانی دیابت

القا مدل حیوانی دیابت با STZ

نقش استرپتوزوتوسین (STZ) در القای دیابت نوع ۱

نحوه عمل سمیت STZ بستگی به فعالیت آلکیله کننده آن دارد . انتقال گروه متیل از STZ به مولکول DNA باعث آسیب در یک زنجیره و در نهایت تکه تکه شدن آن می شود. استرپتوزوتوسین با استفاده از GLUT2 وارد سلول بتا پانکراسی شده و از  این طریق در داخل سلول باعث آلکیلاسیون DNA می گردد.
آسیب DNA  به واسطه متیلاسیون القایی توسط استرپتوزوتوسین، باعث فعالسازی فرآیند ترمیمی پلی ADP ریبوزیلاسیون می شود که در القا دیابت به وسیله ی STZ نقش مهمی دارد. در این مسیر ترمیمی، رادیکال های آزاد تولید شده سبب تخریب بافت پانکراس می شود و به دنبال آن عدم ترشح انسولین و هیپرگلیسمی رخ خواهد داد.

مدل حیوانی دیابت

به منظور القای دیابت شدید، لازم است STZ با دوز ۴۰-۵۰ میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن به صورت تک دوز، تزریق داخل وریدی یا داخل صفاقی صورت گیرد. پس از تقریباً سه روز ، سطح گلوکز خون حیوان به بیش از ۳۰۰ میلی گرم در دسی لیتر خون می رسد.

در روشی دیگر تزریق STZ طی ۵ روز متوالی با دوز ۱۵ میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن انجام می شود، این روش شباهت بسیار زیادی با دیابت نوع ۱ انسانی دارد که در آن سیستم ایمنی درگیر می شود.
لازم است بدانیم در مدل تک دوز سلول های بتا از طریق دارو مستقیما تخریب خواهند شد، ولی با تزریق چند دوز در روزهای متوالی، تخریب سلول های بتا به وسیله سیستم ایمنی بدن جاندار صورت می گیرد.

برای القاء دیابت خفیف ، تزریق زیر جلدی STZ (دوز ۱۰۰ میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن) در  موش ها هنگام تولد را صورت می گیرد. تقریباً سه روز پس از تجویز STZ ، حیوانات دچار افزایش قند خون (۳۰۰ میلی گرم در دسی لیتر) خواهند شد و سطح قند خون پایین (۱۲۰-۲۰۰ میلی گرم در دسی لیتر) را در بزرگسالی نشان می دهند. این کاهش سطح قند خون با افزایش سن حیوان را می توان با ظرفیت بازسازی بالای سلول β پانکراس در دوران نوزادی توجیه کرد.

نقش استرپتوزوتوسین(STZ) و رژیم پرچرب در القای دیابت نوع ۲

رژیم غذایی پرچرب منجر به ایجاد مقاومت به انسولین در رت می شود. از طرف دیگر تزریق STZ در دوزهای پایین باعث اختلال عملکرد در سلول های بتا خواهد شد.

مدل حیوانی دیابت

برای ایجاد مدل دیابت نوع ۲ کافیست به مدت دو تا چهار هفته رژیم غذایی پرچرب به حیوان خورانده ، سپس تزریق داخل وریدی و یا داخل صفاقی STZ با دوز ۳۰ تا۵۰ میلی گرم بر کیلوگرم از وزن بدن موش صورت گیرد. مزیت این روش در القای مدل دیابت در پایدار بودن هیپرگلیسمی است، علاوه بر این شباهت بالای این مدل با بیماری های متابولیک انسانی می تواند در ارزیابی داروهای پیشنهادی در روند درمان این بیماری ها موثرتر واقع گردد.

القای مدل حیوانی دیابت با آلوکسان

آلوکسان Alloxan یک آنالوگ گلوکز بوده و خاصیت آب دوستی دارد. این خاصیت آلوکسان، نفوذ آن را به غشای پلاسمایی مهار می کند. از طرف دیگر ، ساختار شبه گلوکز آن، اجازه ورود آلوکسان را به سلول های β پانکراس می دهد. به طور کلی عمل آلوکسان در سلول های بافت پانکراس، شامل اکسیداسیون گروه های SH، مهار آنزیم گلوکوکیناز، تولید رادیکال های آزاد و تغییر در هموستاز کلسیم داخل سلولی می باشد.

برای القای مدل دیابت نوع ۱ در حیوانات لازم است، به طور میانگین دوز ۱۵۰ میلی گرم بر کیلوگرم از این ماده به صورت تزریق داخل صفاقی صورت گیرد. القای مدل زمانی صورت خواهد گرفت که بررسی میزان قند خون پس از ۷۲ساعت از تزریق آلوکسان در محدوده ۲۰۰ تا ۳۰۰ میلی گرم در دسی لیتر باشد. لازم است قبل از تزریق آلوکسان، موشها ۱۰ ساعت ناشتا (بی غذایی) باشند.

مطالب مرتبط: القای مدل بیماری MS – القای مدل بیماری پارکینسون – ایجاد مدل آسیب نخاعی
خدمات مرتبط: پژوهش و مطالعه بروی حیوانات آزمایشگاهی – ایجاد انواع مدل های حیوانی

منبع
Global estimates of the prevalence of diabetes for 2010 and 2030Prediabetes: Pre- Does Not Mean PreordainedDevelopment and application of rodent models for type 2 diabetesThe mechanisms of alloxan- and streptozotocin-induced diabetesStreptozotocin induced diabetes rat modelsSingle dose streptozotocin-induced diabetes: considerations for study design in islet transplantation modelsStreptozotocin-induced diabetes models: pathophysiological mechanisms and fetal outcomesAlloxan-induced diabetes, a common model for evaluating the glycemic-control potential of therapeutic compounds and plants extracts in experimental studies
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

یک + شانزده =

همچنین ببینید
بستن
دکمه بازگشت به بالا